PICO Kullanarak Ev Ortam Aydınlatması: 9 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Hiç ışığın rengini değiştirerek odanızın havasını değiştirmek istemediniz mi? Pekala, bugün tam olarak bunu nasıl yapacağınızı öğreneceksiniz. Çünkü bu proje ile evinizin her yerine yerleştirebileceğiniz Bluetooth kontrollü RGB ambiyans aydınlatma sistemi oluşturacak, istediğiniz gibi renklendirmiş olacaksınız.

Bu projede PICO, bir LED RGB şeridi, bazı transistörler ve elektrik bileşenleri ve MIT uygulama mucidi kullanarak nasıl oluşturulacağını öğreneceğiniz bir uygulama kullanılacak.

Adım 1: Bileşenler

Bunlar, bu projeyi oluşturmak için gereken bileşenlerdir ve bunlar:

• PICO, mellbell.cc'de mevcuttur (17,0)
• 4 metre RGB LED şerit(5050 SMD- 60 LED - 1 M)
• 3 TIP122 Darlington transistör, ebay'de bulunan 10'luk bir paket (1,22 $)
• 1 PCA9685 16 kanallı 12 bit PWM sürücüsü, ebay'de mevcut (2,07 $)
• 1 HC-05 Bluetooth modülü, ebay'de mevcuttur (3,51 $)
• 12 voltluk 5 Amperlik bir güç kaynağı
• 3 1 k ohm direnç, ebay'de 100'lü paket (0,99 $)
• 1 Breadboard, ebay'de mevcut (2,32 $)

Adım 2: RGB LED Strip'e Güç Verme

Elbette, LED şeridini aydınlatmak ve kontrol etmek için PICO'muza bağlamak istiyoruz.

Ancak, her şeyden önce, LED şeridimizin güç kaynağından ne kadar akım çekeceğini bilmek için biraz matematik yapmamız gerekiyor. Çalıştığımız şeritte, tek bir RGB hücresindeki her LED, tüm RGB hücresi için toplam 60mA için 20mA çekiyor. Şeritimizin metre başına 20 RGB hücresi var ve 4 metre uzunluğunda bir tane var. Bu, maksimum yoğunlukta toplam akım çekişimizin şu olduğu anlamına gelir:

4(metre) * 20(hücre/metre) * 60(mA) = 4800mA

Bu çekiliş, çalıştığınız yoğunluğa bağlı olarak değişecektir, ancak RGB şeridi ile özgürce ve güvenli bir şekilde çalışabilmemiz için matematiği mümkün olan en yüksek sayılarla yaptık. Şimdi bize 4.8A sağlayabilecek bir güç kaynağına ihtiyacımız var.

Kullanabileceğimiz en iyi güç kaynağı, AC gücü DC'ye çeviren bir güç kaynağı/dönüştürücüdür, ayrıca 12 volt ve en az 4,8 amper sunmasına ihtiyacımız var. Ve tam olarak buna sahibiz, çünkü kullandığımız güç kaynağı 12 volt ve 5 amper sunuyor, tam da ihtiyacımız olan şey bu.

Adım 3: RGB Şeridi Güç Kaynağına Bağlama

Güç kaynağı, bir tür elektrik gücünü diğerine dönüştüren elektrikli bir cihazdır. Bizim durumumuzda, 220v AC gücü 12v DC güce dönüştürmek için kullanacağız.

İlk üç terminal, AC güç kaynağından gelen girişlerdir:

• L → canlı
• N → nötr
• GND → toprak

Son dört terminal, ihtiyacınız olan elektrikli cihazın çıkışlarıdır. Biri pozitif çıktı için diğeri negatif için olmak üzere iki "bölüme" ayrılmıştır. Bizim durumumuzda aşağıdakileri kullanacağız:

• V- → negatif
• V+ → pozitif

Ve onları şu şekilde bağlarız:

• Kahverengi kablo (AC güç kaynağı)→ L (canlı)
• Mavi kablo (AC güç kaynağı) → N (nötr)
• Yeşil kablo (AC güç kaynağı) → GND (toprak)

Ve kırmızı ve siyah teller, çıkış 12v DC gücüdür:

• Kırmızı kablo → çıkış pozitif (V+)
• Siyah kablo → çıkış negatif (V-)

Şimdi tüm bileşenlerimizi PICO'ya bağlayalım!

Adım 4: Her Şeyi PICO'ya Bağlama

Daha önce de söylediğimiz gibi, LED şeridin tam olarak çalışması için 12v ve 4.8A'ya ihtiyacı var. Ve herhangi bir PICO pininin sağlayabileceği maksimum akımın sadece 40mA olduğunu biliyoruz, ki bu yeterli değil. Ancak bunun için bir çözüm var ve küçük miktarlarda akım ve voltaj kullanarak yüksek güç yüklerini sürmek için kullanılabilen TIP122 Darlington Transistör.

Kablolama oldukça basit, PWM tekniğini kullanarak led şerit parlaklığını kontrol etmek için transistörün tabanını PICO'nun D3 pinine bağlayacağız, emitörü GND'ye ve yük ile kollektörü kullanacağız.

• Baz (TIP122) → D3 (PICO)
• Kollektör (TIP122) → B (LED şerit)
• Verici (TIP122) → GND

Ayrıca LED şeridi açmak veya kapatmak için bir basma düğmesi kullanıyoruz.

Bir basma düğmesi, bir devredeki iki noktayı yalnızca basıldığında birbirine bağlayan bir bileşendir, polaritesi yoktur, bu nedenle hangi bacağın hangi tarafa gittiği konusunda endişelenmeden onu bağlayabiliriz. Bizim durumumuzda, basmalı düğme ayaklarından birini aşağı çekme direnci aracılığıyla GND'ye, diğer ayağı VCC'ye (5 volt) bağlayacağız. Daha sonra PICO'nun D2'sini butonun GND'ye bağlı olan ayağına bağlayacağız.

Yani butona basıldığında PICO'nun D2 pini HIGH(5 volt) okuyacak ve basılmadığında PICO'nun D2 pini low(0 volt) okuyacaktır.

Ardından LED'i güç kaynağına ve TIP122 transistörüne bağlayacağız.

• +12 (LED şerit) → pozitif 12 volt çıkış (güç kaynağı)
• B (LED şerit) → toplayıcı (TIP122).

Güç kaynağı çıkış negatif kablosunu (siyah kablo) PICO'nun GND pinine bağlamayı unutmayın

Adım 5: RGB Strip'i PCA9685 ile Bağlama

Artık RGB şeridinden tek bir rengi kontrol edebildiğimize göre, RGB şeridinin tüm renklerini kontrol edebileceğimizi yapalım. Bunu yapmak için şeridi kontrol etmek için PWM sinyallerini kullanmalıyız.

Bildiğimiz gibi, PICO'nun yalnızca tek bir PWM çıkışı vardır ve bunun çözümü PCA9685 PWM pin genişletme modülüdür. Bu modül, anakartınızın PWM pinlerini genişletir ve bu sorunu çözmek için bazı TIP122 Darlington transistörleriyle birlikte kullanacağız.

Devrenin kablolaması çok basittir ve şu şekildedir:

• VCC (PCA9685) → VCC (PICO)
• GND (PCA9685) → GND (PICO)

Düzgün çalışabilmesi için PCA9685 modülüne PICO kullanarak güç vermemiz gerekiyor.

• SCL (PCA9685) → D3 (PICO)
• SDA (PCA9685) → D2 (PICO)

Burada PCA9685'in I2C protokol pinleri SCL'yi ve SDA'yı PICO'nun D3 ve D2'sine bağlarız, böylece birbirleriyle iletişim kurabilirler.

Ardından RGB şeridinin +12'sini güç kaynağının pozitif ucuna ve LED şeridini harici güç kaynağından gereken güçle beslemek için RGB şeridinin G, R, B uçlarını TIP122 denetleyici pinlerine bağlarız.

Kod çok basit, sadece LED şeridin üç rengini her biri kendi başına açıp kapatmamız gerekiyor, bu yüzden her renk için iki tane for döngüsü yapıyoruz, ilk for döngüsü ışığı artırmak içindir yoğunluğu ve ikincisi ışık yoğunluğunu azaltmak içindir,

Adım 6: Mobil Uygulamayı Oluşturma

Şimdi her rengin yoğunluğunu ayrı ayrı kontrol etmemizi sağlayacak mobil uygulamayı oluşturmak istiyoruz. Ve bunu yapmak için MIT uygulama mucit aracını kullanacağız.

İlk olarak, MIT uygulaması mucit resmi web sitesine gitmeli ve e-postanızla bir hesap oluşturmalısınız.

Kullanacağımız tasarımda:

• Bir liste seçici, "Ortam aydınlatma sisteminize bağlanın". Bu listeye/düğmeye basıldığında, Bluetooth cihazımızı seçeceğimiz Bluetooth eşleştirilmiş cihazların olduğu bir menü açılacaktır.
• Tek tek renkleri kontrol etmek için üç kaydırıcı
• Kaydırıcının konumuna bağlı olarak güncellenecek her kaydırıcının üzerinde bir etiket
• Uygulamaya cihazın Bluetooth'unu kullanma izni vermek için Bluetooth istemci bileşenini ekleme

Kod iki bölüme ayrılacaktır:

Bluetooth Bağlantısı

Kodun ilk iki satırı, Bluetooth iletişim sürecini ele alır, çünkü size cihaz ekleme ve neyle eşleştireceğinizi seçme olanağı verir.

Veri Gönderme

Kodun geri kalanı veri göndermek içindir. Sürgülerin PICO için ne anlama geldiğini kontrol ettiğinden, sürgü etiketlerinin okumalarını da günceller.

Kendiniz oluşturmak istemiyorsanız uygulamayı indirebilirsiniz. Ayrıca indirebilir, ardından MIT uygulama mucit aracındaki tasarımla birlikte içe aktarabilir ve beğeninize göre özelleştirebilirsiniz.

7. Adım: HC-05 Bluetooth Modülünün Arayüz Oluşturulması

Şimdi sadece PICO'muza Bluetooth bağlantısı eklememiz gerekiyor ve bunu HC-05 Bluetooth modülünü kullanarak yapacağız.

Bu modül, bir SPP (Serial Port Protocol) modülü olduğu için çok basit ve kullanımı kolaydır, yani PICO ile iletişim kurmak için sadece iki kabloya (Tx ve Rx) ihtiyaç duyar. Bu modül aynı zamanda slave ve master olarak da çalışır ve yaklaşık 15 metre bağlantı mesafesine sahiptir.

HC-05 Bluetooth modülü pin çıkışları:

• TR veya ANAHTAR → Güç uygulanmadan önce YÜKSEK'e getirilirse AT komutlarını kurulum moduna zorlar.
• VCC → +5 güç
• GND → Negatif
• Tx → Verileri HC-05 modülünden PICO'nun seri alıcısına iletin
• Rx → PICO'nun seri vericisinden seri veri alır
• Durum → Cihazın bağlı olup olmadığını söyler

Ve işte onu PICO'ya nasıl bağlayacağınız:

• VCC (HC-05) → VCC (PICO)
• GND (HC-05) → GND (PICO)
• Tx (HC-05) → Rx (PICO)
• Rx (HC-05) → Tx (PICO)

Artık PICO'ya bağlı Bluetooth modülüne sahip olduğumuza göre, LED şeridini telefonumuzdan kontrol edebilmemiz için programımızı düzenleyelim.

Adım 8: Bluetooth Modülünün Kodlanması

Planımıza göre, LED şeritleri telefonumuzdan kontrol edebilmeyi istedik. Ve sadece LED şeridi kontrol etmek istemedik, aynı zamanda her rengi ayrı ayrı kontrol etmek istedik.

Ve bunu, uygulamamızdaki her kaydırıcının PICO'ya farklı bir değer kümesi göndermesini sağlayarak yapacağız:

• Kırmızı renk kaydırıcı 1000 ile 1010 arasında bir değer gönderir
• Yeşil renk kaydırıcı 2000-2010 arasında bir değer gönderir
• Mavi renk kaydırıcı 3000-3010 arasında bir değer gönderir

Verileri kontrol etmek ve hangi değer aralığının değiştiğini bilmek için bir "if" koşulu kullanacağız. Örneğin: değer 1000 ile 1010 arasında değişiyorsa, PICO kırmızı rengi değiştirdiğimizi anlayacak ve buna göre yeniden eşleyecektir. Bunu, oluşturduğunuz tüm değerler için de yaparak, her rengi kendi kaydırıcısı ile ayrı ayrı kontrol etmenize olanak tanır.

Adım 9: Projeniz Yanıyor

Bir RGB LED şeridi için gereken gücü nasıl hesaplayacağımızı, akım değerlerini değiştirmek için transistörleri nasıl kullanacağımızı ve tüm bunları yapmak için gereken güç kaynağına nasıl karar vereceğimizi öğrendik. Ayrıca MIT uygulama mucit aracını kullanarak bir mobil uygulamanın nasıl oluşturulacağını ve Bluetooth üzerinden PICO'ya nasıl bağlanacağını da öğrendik.

Ve tüm yeni becerileriniz ile evinizin herhangi bir yerine yerleştirebileceğiniz bir LED şerit oluşturabildiniz ve onu istediğiniz renkte aydınlatabildiniz, ne kadar havalı?

Sorularınız varsa sormayı unutmayın, bir sonraki projede görüşmek üzere:D